葡萄种质资源耐热性差异的遗传基础获揭示

近日，中国科学院植物研究所研究员梁振昌团队与合作者在《自然通讯》上发文，揭示了葡萄种质资源耐热性差异的遗传基础及调控机制。

葡萄是世界上广泛种植的果树之一，具有重要的经济价值。随着全球气候变化加剧以及我国葡萄产业逐步向南方发展，高温胁迫成为制约国内外葡萄产业可持续发展的瓶颈问题。目前主栽葡萄品种耐热性差，在高温下往往表现为花芽分化受阻，叶片变薄，光合作用受抑，果实着色差等。起源于我国南方的一些野生种葡萄耐热性强，但经济性状差。生产上亟需培育耐热性强、品质优良的葡萄新品种，目前学术界尚未明晰葡萄耐热性差异的遗传基础及调控机制，很大程度上制约了新品种培育的进程。

针对上述问题，中国科学院植物研究所葡萄与葡萄酒科学研发团队开展了一系列研究工作。在最新的研究中，他们利用正向遗传学和反向遗传学相结合的方法，在葡萄4号染色体上鉴定到1个WRKY类基因TTC4。该基因在葡萄受到热胁迫后上调，并可直接诱导热激蛋白基因HSP18.1和抗氧化酶基因APX3的表达，从而提高葡萄的耐热性。

科研人员发现，TTC4第二内含子可正调控TTC4转录表达，其中的单核苷酸多态性位点（SNP-C/T，7631）在调控中起重要作用，含有T7631碱基的内含子活性显著高于C7631碱基的内含子；该内含子的GTAC元件能够被负调控因子SPL13特异性识别并结合，TTC4转录表达被抑制；但当C7631碱基变异为T7631碱基时，则该元件不能被SPL13结合，TTC4转录表达抑制被解除。在葡萄的两个自然群体和两个杂交群体的验证分析表明，TTC4T/T和TTC4C/T基因型葡萄比TTC4C/C基因型葡萄具有更强的耐热性。

该研究不仅揭示了葡萄种质耐热性差异的重要遗传基础和调控机制，也为分子标记辅助选择和基因编辑育种提供了关键靶点，有望加快耐热优质葡萄新品种的培育进程。